Мдп-транзистор

Авторы патента:

Использование: электронная техника и при изготовлении МДП СБИС. Сущность изобретения: МДП транзистор включает выполненный на поверхности полупроводниковой подложки затвор с вертикальными стенками и пристеночными диэлектрическими областями, сформированные в полупроводниковой подложке по обе стороны от затвора исток-стоковые области, образованные слоями с примесной проводимостью одного и того же типа, но с различной концентрацией, причем диффузионный профиль области с меньшей концентрацией, залегающий на меньшей глубине, совмещен с краем затвора, а диффузионный профиль области с большей концентрацией, залегающей на большей глубине, совмещен с наружным краем пристеночной области, выполненный между слоями с меньшей и большей концентрациями, дополнительный третий слой с примесью того же типа проводимости, что и у первых двух, причем значение концентрации третьей примеси находится в промежутке между значениями величин концентрации первых двух и его диффузионный профиль лежит между диффузионными профилями первых двух областей. 1 ил. 1 табл.

Изобретение относится к электронной технике, преимущественно к производству МДП СБИС. Цель изобретения повышение надежности за счет уменьшения напряженности поля в обедненной области истока-стока. Создание в конструкции МДП-транзистора в исток-стоковых областях, образованных слоями с примесной проводимостью одного и того же типа, но с различной концентрацией, причем область с меньшей концентрацией залегает на меньшей глубине, и ее диффузионный профиль совмещен с краем затвора, область с большей концентрацией залегает на большей глубине, а ее диффузионный профиль совмещен с наружным краем пристеночной области, между слоями с различной концентрацией примеси дополнительного слоя с примесью того же типа, что и у первых двух, значение величины концентрации которого находятся в промежутке между значениями величин концентрации первых двух слоев, а его диффузионный профиль лежит между диффузионными профилями двух областей, позволяет создать плавный слаболегированный переход в сочетании с сильнолегированной областью контакта металл-кремний и за счет этого снизить напряженность поля в обедненной области исток-стока, уменьшить генерацию "горячих" носителей и увеличить надежность МДП-транзистора. Конструкция МДП-транзистора поясняется чертежом. В подложке 1, на поверхности которой создан затвор 2 с вертикальными стенками и пристеночными диэлектрическими областями 3, по обе стороны от затвора сформированы исток-стоковые области, образованные слоями с примесной проводимостью одного и того же типа, но с различной концентрацией, причем область с меньшей концентрацией 4 залегает на меньшей глубине, а ее диффузионный профиль совмещен с краем затвора, область с большей концентрацией 5 залегает на большей глубине, ее диффузионный профиль совмещен с наружным краем пристеночной области, а между слоями с меньшей и большей концентрацией выполнен дополнительный слой 6 с примесью того же типа проводимости, что и у первых двух, причем значение величины концентрации примеси дополнительного слоя находится в промежутке между значениями величин концентрации первых двух, а его диффузионный профиль лежит между диффузионными профилями первых двух областей. П р и м е р. МДП-транзистор выполнен на поверхности полупроводниковой кремниевой подложки 1 (КДБ12) и ограничен областями локального окисла толщиной 0,6 мкм. В области канала сформирована область подлегирования (бор) с низкой концентрацией примеси (5 10 ¹⁶ 10 ¹⁷ см ^-3 ) для обеспечения требуемого уровня порогового напряжения. Затвор 2 у которого длина канала составила 1,2 мкм, а ширина 1,6 мкм создали из пленки термического толщиной 15А, слоя легированного фосфором поликремния толщиной 0,4 мкм и низкотемпературного окисла толщиной 0,3 мкм с вертикальными стенками. Пристеночные диэлектрические области 3 создали путем анизотропного плазменного травления слоя диоксиды кремния толщиной 0,8 мкм. В полупроводниковой подложке по обе стороны от затвора сформировали исток-стоковые области, состоящие из области с меньшей (2,5 10^17-8 10¹⁷ см ^-3 ) концентрацией (сурьма, n), залегающей на глубине 0,1 + 0,15 мкм, диффузионный профиль которой совмещен с краем затвора; области с большей (10 ²⁰ см ^-3 ) концентрацией (мышьяк, n) залегающей на глубине 0,3 мкм, диффузионный профиль которой совмещен с краем пристеночной области; дополнительной области с примесью того же типа проводимости (фосфор, n), что и у первых двух причем значение величины концентрации примеси дополнительного слоя находится в промежутке между значениями величин концентрации первых двух (5 10^17-2 10¹⁸ см ^-3 ) и его диффузионный профиль лежит между диффузионными профилями первых двух областей. Расстояние в плане между областью с меньшей концентрацией и областью с большей концентрацией составило 0,8 мкм. При расстоянии между областями с меньшей и большей концентрациями, равном 0,8 мкм, оценку эффективности предлагаемой конструкции провели при условии, что диффузионный профиль дополнительного слоя совпадает с границей профиля областью большей концентрации, лежит посередине между профилями областей и на расстоянии 0,1 мкм. Оценку эффективности предлагаемой конструкции провели посредством замера параметра надежности (тока подложки), параметра быстродействия (задержка на каскад) и параметра короткоканальности (коэффициент короткого канала). Ток подложки l _sub замерялся при напряжениях на стоке, затворе и подложке 5в, 2в, 3в соответственно. Критерий надежности: l_sub 0,58 мкА/мкм. Параметр быстродействия оценивали по замерам частоты 51-каскадного кольцевого генератора и последующего расчета задержки на каскад ( ). Коэффициент короткоканальности (К _к ) оценивали как разность пороговых напряжений транзистора при двух напряжениях на стоке относительно истока (U¹_c_u = 0,5B, U²_c_u= 5B). Критерий длинноканальности: K _к 0,2 В. Результаты измерения приведены в таблице. Как видно из таблицы изготовление дополнительного слоя с концентраций, равной концентрации областей меньшей концентрации (пример 1) или большей концентрации (пример 5), и с совпадением профиля дополнительного слоя с границей профиля большей концентрации (пример 1) или меньшей концентрации (пример 5) приводит к снижению надежности МДП-транзистора из-за возникающих короткоканальных эффектов, деградации крутизны тока стока и быстродействия, возрастания паразитного сопротивления истоков стоков. Только при условии, если величина концентрации дополнительного слоя находится в промежутке между значениями величин концентрации слоев совмещенных с краем затвора и с краем пристеночной области, также при условии, если диффузионный профиль дополнительной области лежит между диффузионными профилями упомянутых областей, позволяет повысить надежность МДП транзистора. Это обусловлено созданием плавного слаболегированного перехода в сочетании с сильнолегированной областью контакта металл-кремний, снижением напряженности поля в обедненной области стока, уменьшения генерации "горячих" носителей. Использование предлагаемой конструкции позволит повысить надежность МДП-транзисторов и ИС на их основе.

Формула изобретения

МДП-транзистор, включающий выполненный на поверхности полупроводниковой подложки затвор с вертикальными стенками и пристеночными диэлектрическими областями, сформированные в полупроводниковой подложке по обе стороны от затвора исток-стоковые области, образованные слоями с примесной проводимостью одного и того же типа, но с различной концентрацией примеси, причем диффузионный профиль области с меньшей концентрацией, залегающей на меньшей глубине совмещен с краем затвора, а диффузионный профиль области с большей концентрацией, залегающей на большей глубине, совмещен с наружным краем пристеночной области, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет уменьшения напряженности поля в обедненной области исток-стока, между слоями с различной концентрацией примеси введен дополнительный слой с примесью того же типа проводимости, что и у первых двух, причем значение величины концентрации примеси дополнительного слоя находится в промежутке между значениями величин концентрации первых двух, а его диффузионный профиль лежит между диффузионными профилями первых двух областей.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 29-2000

Извещение опубликовано: 20.10.2000

Похожие патенты:

Мдп-транзистор // 1774795

Изобретение относится к аналоговой технике и может быть использовано в МДП-усилительных и коммутационных устройствах, предназначенных для функционирования при криогенных температурах

Полевой транзистор // 1031379

Изобретение относится к электронной технике, в частности к конструкции полевых транзисторов

Пленочный полевой триод // 243738

Полевой транзистор // 2189665

Полевой транзистор // 2222845

Изобретение относится к полупроводниковым приборам и может быть использовано в радиотехнических, СВЧ-устройствах и т.д

Полупроводниковая гетероструктура полевого транзистора // 2316076

Изобретение относится к гетероструктурам полупроводниковых приборов, главным образом полевых транзисторов

Транзистор с ограничением тока и способ его изготовления // 2370855

Изобретение относится к силовым вертикальным транзисторам, содержащим МОП-структуру, изготавливаемую с применением двойной диффузии, имеющим электроды истока (эмиттера) и затвора на одной поверхности подложки, а электрод стока (коллектора) - на противоположной поверхности подложки

Вертикальный полевой транзистор // 2402105

Изобретение относится к области твердотельной электроники и может использоваться при создании устройств, предназначенных для усиления, генерирования и преобразования ВЧ- и СВЧ-колебаний

Полевой транзистор на гетероструктуре // 2093924

Изобретение относится к электронной технике, а именно к полевым транзисторам на гетероструктурах с селективным легированием (ПТ ГСЛ)

Полупроводниковый прибор и способ его изготовления // 2507634

Изобретение относится к области полупроводниковой техники. Полупроводниковый прибор включает утоненную подложку из монокристаллического кремния р-типа проводимости, ориентированного по плоскости (111), с выполненным на ней буферным слоем из AlN, поверх которого выполнена теплопроводящая подложка в виде осажденного слоя поликристаллического алмаза толщиной, равной по меньшей мере 0,1 мм, на другой стороне подложки выполнена эпитаксиальная структура полупроводникового прибора на основе широкозонных III-нитридов, исток из AlGaN, затвор, сток из AlGaN, омические контакты к истоку и стоку, припой в виде слоя, включающего AuSn, медный пьедестал и фланец. При этом между истоком, затвором и стоком выполнен слой изолирующего поликристаллического алмаза. Изобретение обеспечивает повышение надежности полупроводникового прибора и увеличение срока его службы, а также позволяет упростить изготовление прибора с высоким значением теплоотвода от активной части. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Полупроводниковый прибор с отрицательным сопротивлением (варианты) // 2513644

Изобретение относится к области полупроводниковой электроники. В предлагаемом приборе объединены три полевых транзистора в единую вертикальную структуру с каналами n- и p-типами проводимости, между которыми образуется электрический переход, при этом исток p-канала расположен напротив стока n-канала, а сток p-канала - напротив истока n-канала. Истоки каналов соединены между собой с помощью проводника и дополнительной области с n+-типом проводимости, на которой сформирован исток n-канала, а стоки каналов имеют отдельные выводы. В приборе может быть один затвор (трехэлектродный прибор - вариант 1) или два затвора (четырехэлектродный прибор - вариант 2), расположенных на другой (второй) боковой стороне каналов. Ток в каналах проходит в одном направлении и создает на переходе обратное напряжение, которое запирает каналы. Прибор может содержать более одной единичной структуры, при этом затворы являются общими для соседних структур. Изобретение позволяет уменьшить размеры, повысить быстродействие и увеличить ток и выходную мощность прибора. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Мощный транзистор свч с многослойной эпитаксиальной структурой // 2519054

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в качестве активных элементов СВЧ-устройств различного назначения. Мощный транзистор СВЧ с многослойной эпитаксиальной структурой содержит базовую подложку из кремния, теплопроводящий поликристаллический слой алмаза, эпитаксиальную структуру на основе широкозонных III-нитридов, буферный слой, исток, затвор, сток и омические контакты. Слой теплопроводящего поликристаллического алмаза имеет толщину 0,1-0,15 мм, а на поверхности эпитаксиальной структуры между истоком, затвором и стоком последовательно размещены дополнительный слой теплопроводящего поликристаллического алмаза, барьерный слой из двуокиси гафния и дополнительный барьерный слой из оксида алюминия. При этом барьерные слои из двуокиси гафния и оксида алюминия имеют суммарную толщину 1,0-4,0 нм, кроме того, они размещены под затвором, непосредственно на эпитаксиальной структуре в виде слоя из твердого раствора AlGaN n-типа проводимости. Технический результат заключается в увеличении теплопереноса от активной области транзистора и минимизации утечек тока. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Мощный транзистор свч // 2519055

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в качестве активных элементов СВЧ-устройств различного назначения. Мощный транзистор СВЧ содержит базовую подложку из кремния, теплопроводящий поликристаллический слой алмаза, эпитаксиальную структуру на основе широкозонных III-нитридов, буферный слой, исток, затвор, сток и омические контакты. При этом базовая подложка из кремния выполнена толщиной менее 10 мкм, слой теплопроводящего поликристаллического алмаза имеет толщину по меньшей мере, равную 0,1 мм, а на поверхности эпитаксиальной структуры последовательно размещены дополнительный слой теплопроводящего поликристаллического алмаза и барьерный слой из двуокиси гафния толщиной 1,0-4,0 нм, который в области затвора размещен под затвором, непосредственно на эпитаксиальной структуре в виде слоя из твердого раствора AlGaN n-типа проводимости. Технический результат заключается в повышении выходной СВЧ-мощности, эффективном отводе тепла от активной области транзистора и минимизации утечек тока. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.